MicroRNAs在系统性红斑狼疮发病机制中作用的研究进展

唐 倩，杨 阳，陆前进

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种累及全身多个器官、系统的慢性自身免疫性疾病，其发病机制复杂，以T 淋巴细胞过度活化、B 淋巴细胞功能亢进产生多种自身抗体为特点[1]。目前，关于SLE 的发病机制尚未完全明了。研究表明，表观遗传学机制参与SLE 的发病[2]。MicroRNAs(miRNAs)是表观遗传学的重要组成部分，相对于DNA 甲基化及组蛋白修饰在转录水平调控基因表达，miRNAs 主要是通过与靶 mRNAs 的3'端非编码区(3' UTR)互补结合导致靶 mRNAs 的降解或者抑制其翻译, 从而在转录后水平对基因表达进行调控。近年来的一些研究表明，在SLE 患者外周血淋巴细胞中存在miRNAs 表达异常，而这些异常表达的miRNAs 可能在疾病的发生、发展过程中起着重要的作用[3]。

1 miRNAs与T淋巴细胞甲基化

DNA 甲基化在调控T 淋巴细胞基因表达和维持T 淋巴细胞正常功能方面发挥着重要作用。大量研究表明，T 淋巴细胞DNA 甲基化异常与自身免疫性疾病特别是红斑狼疮的发病有关。SLE 患者T 淋巴细胞功能异常与T 淋巴细胞DNA 低甲基化有关。甲基化敏感基因CD70、CD11a、CD40L、Perforin 在狼疮患者CD4+T 淋巴细胞中过表达，且这些基因启动子区均呈现低甲基化状态，甲基化程度与SLE 疾病活动性一致[4-7]。研究表明，miR-29b、miR-126、miR-21 及miR-148 能通过直接或间接调控DNA methyltransferase 1(DNMT1)表达，进而参与调控狼疮患者T 淋巴细胞DNA 低甲基化。研究发现，在SLE 患者CD4+T 淋巴细胞中，miR-126 表达上调，进一步的功能实验发现，miR-126 通过直接靶向结合DNMT1 mRNA 的3'端非编码区，下调DNMT1的表达，从而使甲基化敏感基因CD11a、CD70 启动子区低甲基化，CD11a、CD70 表达上调，并导致CD4+T 淋巴细胞自身反应性[8]。同样，Qin 等[9]研究发现，miR-29b 通过靶向调节SP1 表达而间接下调DNMT1 表达，使CD11a、CD70 启动子区甲基化下调。另有研究表明，在MRL/lpr 小鼠及SLE 患者体内，CD4+T 淋巴细胞中过表达的miR-21、miR-148a 分别通过调控靶基因RASGRP1、DNMT1，间接或直接下调DNMT1 的表达[10]。

2 miRNAs与Treg细胞功能调控

SLE 作为一种复杂的自身免疫性疾病，其核心特点是对自体抗原的外周免疫耐受失衡。Treg 细胞作为效应T 淋巴细胞的亚群之一，通过抑制免疫系统及相关免疫细胞的功能和活性，维持自体抗原的免疫耐受，从而发挥免疫负调节作用[11]。大量关于Treg细胞与SLE 的研究表明，狼疮患者存在Treg 细胞数量或功能异常[12]。活动性SLE 患者外周血中Treg 细胞比率下降，且Treg 细胞水平与疾病活动性呈负相关[13]。 Forkhead Box P3(FoxP3)在Treg 细胞中特异性高表达，调控Treg 细胞分化和功能，在SLE 患者T 淋巴细胞中FoxP3 表达下调，导致SLE 患者Treg 细胞功能缺陷[14]。研究表明，miRNAs 在维持Treg 细胞生长发育及适应性免疫的稳态中发挥着重要作用[15]。Rouas 等[16]发现狼疮鼠Treg 细胞发育及功能异常与miR-31、miR-155 在Treg 细胞中异常表达有关。miR-31 在狼疮鼠中高表达，通过靶向调节FoxP3 mRNA 表达，直接下调FoxP3。在MRL/lpr 小鼠Treg 细胞中miR-155 表达上调，miR-155 靶向下调CD62L，使Treg 细胞表型转换，并且表现出免疫抑制功能缺陷[17]。另外，Huang 等[18]发现Treg 细胞中的miR-142-3p 可以通过下调cAMP，阻碍cAMP对T 淋巴细胞增生作用的抑制效应。

3 miRNAs与B淋巴细胞功能调控

SLE 患者体内B 淋巴细胞存在功能异常，主要表现为B 淋巴细胞功能亢进，产生大量自身抗体。Lyn 是一种调节B 淋巴细胞受体信号的功能蛋白，通过负调控B 淋巴细胞受体信号抑制B 淋巴细胞过度活化。研究发现，Lyn 在SLE 患者外周血B 淋巴细胞中表达下调，提示SLE 患者B 淋巴细胞功能亢进与Lyn 表达缺陷有关[19]。为了探究miRNAs 是否参与调控B 淋巴细胞功能，Liu 等[20]研究发现miR-30a 在狼疮患者B 淋巴细胞中高表达，并且能够特异性的靶向下调Lyn 表达，从而增强B 淋巴细胞受体信号，促使B 淋巴细胞功能亢进，产生大量自身抗体。

4 miRNAs与干扰素信号通路的调控

近年来研究表明，在SLE 的发病机制中，Ⅰ型干扰素(IFN)通路的活化起着重要作用。SLE 患者血清中IFN-α 表达上调，且IFN-α 的表达量与疾病的活动性呈正相关[21]。同样在SLE 患者外周血单个核细胞中，IFN 诱导基因的表达亦上调[22]。有关狼疮鼠的模型研究表明，IFN 受体缺陷及阻断IFN-α 均能减轻狼疮鼠发病[23]。沈南等的研究发现，miR-146a与SLE 患者异常活化的IFN 通路有关。miR-146a在SLE 患者外周血单个核细胞中表达明显下调，且miR-146a 的表达量与IFN 通路的活化及疾病的活动性呈负相关，miR-146a 能通过靶向调节Ⅰ型干扰素信号通路相关蛋白IRF5、STAT1，从而负调控Ⅰ型干扰素通路[24]。这一发现表明，改变SLE 患者miR-146a 的水平可能成为潜在的治疗靶点。

5 miRNAs与X染色体相关基因的调控

SLE 在女性人群中高发， 90%的SLE 患者为女性。目前，SLE 男女发病率存在差异的原因尚不完全清楚。生育年龄的女性发生SLE 的概率是男性的9 倍[25]。外源性雌激素的摄入亦增加了发生SLE 的风险，提示雌激素可能在SLE 的发病过程中起着一定的作用。然而，在青春期前及绝经后的女性中SLE的发病亦增加，因此，除了性激素外，性别的其他方面可能与SLE 有着重要的联系[26]。女性细胞有2 条X 染色体，在人的胚原细胞发育晚期，每一位女性细胞(XX) 中的1 条X 染色体被无选择地灭活成为几乎无转录活性的染色质。目前关于X 染色体沉默的机制尚不清楚，研究表明DNA 甲基化参与X 染色体沉默。CD40L 由X 染色体编码，其启动子区表现为低甲基化，相对于狼疮男性患者，在狼疮女性患者中高表达，与SLE 发病有关[4]。Hewagama 等[27]研究发现，由X 染色体编码的miR-98、miR-188-3p 在女性SLE 患者中高表达，其可能通过靶向调节CBL，阻碍其对T 淋巴细胞受体信号的抑制作用，参与女性患者SLE 发病。这些研究为miRNAs 在SLE 发病机制中的作用提供了新的研究切入点。

6 结语

尽管SLE 的病因目前还不清楚，可能与遗传、感染、激素、环境及药物等多因素有关。miRNAs参与调控细胞的生理及病理过程，在SLE 患者存在miRNAs 表达异常，而这些异常表达的miRNAs 可能在疾病的发生过程中起着重要作用。当然，目前关于miRNAs 的研究大都还只是停留在体外细胞水平，要探究miRNAs 参与SLE 发病的具体机制，还需要大量的体内试验提供实验基础。目前临床上用于治疗SLE 的药物主要以糖皮质激素、免疫抑制剂为主，这些药物在发挥有效的治疗同时也产生了严重的不良反应[28]。若能实现将miRNAs 特异性的靶向作用于特定细胞，miRNAs 有可能成为一种潜在的非常有前景的治疗SLE 的方法。

[1] Wakeland EK, Liu K, Graham RR, et al. Delineating the genetic basis of systemic lupus erythematosus [J]. Immunity, 2001, 15(3):397-408.

[2] Pan Y, Sawalha AH. Epigenetic regulation and the pathogenesis of systemic lupus erythematosus [J]. Transl Res, 2009, 153(1):4-10.

[3] Jinnin M. microRNA in autoimmune disorders [J]. Nihon Rinsho Meneki Gakkai Kaishi, 2011, 34(6):439-446.

[4] Lu Q, Wu A, Tesmer L, et al. Demethylation of CD40LG on the inactive X in T cells from women with lupus [J]. J Immunol, 2007, 179(9):6352-6358.

[5] Lu Q, Kaplan M, Ray D, et al. Demethylation of ITGAL (CD11a) regulatory sequences in systemic lupus erythematosus [J]. Arthritis Rheum, 2002, 46(5):1282-1291.

[6] Kaplan MJ, Lu Q, Wu A, et al. Demethylation of promoter regulatory elements contributes to perforin overexpression in CD4+lupus T cells [J]. J Immunol, 2004, 172(6):3652-3661.

[7] Oelke K, Lu Q, Richardson D, et al. Overexpression of CD70 and overstimulation of IgG synthesis by lupus T cells and T cells treated with DNA methylation inhibitors [J]. Arthritis Rheum, 2004, 50(6):1850-1860.

[8] Zhao S, Wang Y, Liang Y, et al. MicroRNA-126 regulates DNA methylation in CD4+T cells and contributes to systemic lupus erythematosus by targeting DNA methyltransferase 1 [J]. Arthritis Rheum, 2011, 63(5):1376-1386.

[9] Qin H, Zhu X, Liang J, et al. MicroRNA-29b contributes to DNA hypomethylation of CD4+T cells in systemic lupus erythematosus by indirectly targeting DNA methyltransferase 1 [J]. J Dermatol Sci, 2013, 69(1):61-67.

[10] Pan W, Zhu S, Yuan M, et al. MicroRNA-21 and microRNA-148a contribute to DNA hypomethylation in lupus CD4+T cells by directly and indirectly targeting DNA methyltransferase 1 [J]. J Immunol, 2010, 184(12):6773-6781.

[11] Alvarado-Sánchez B, Hernández-Castro B, Portales-Pérez D, et al. Regulatory T cells in patients with systemic lupus erythematosus [J]. J Autoimmun, 2006, 27(2):110-118.

[12] Bonelli M, Savitskaya A, von Dalwigk K, et al. Quantitative and qualitative defi ciencies of regulatory T cells in patients with systemic lupus erythematosus (SLE) [J]. Int Immunol, 2008, 20(7):861-868.

[13] Golding A, Hasni S, Illei G, et al. The Percentage of FoxP3+Helios+ Treg Cells Correlates Positively With Disease Activity in Systemic Lupus Erythematosus [J]. Arthritis Rheum, 2013, 65(11):2898-2906.

[14] Atfy M, Amr GE, Elnaggar AM, et al. Impact of CD4+CD25high regulatory T-cells and FoxP3 expression in the peripheral blood of patients with systemic lupus erythematosus [J]. Egypt J Immunol, 2009,16(1):117-126.

[15] Fayyad-Kazan H, Rouas R, Fayyad-Kazan M, et al. MicroRNA profi le of circulating CD4-positive regulatory T cells in human adults and impact of differentially expressed microRNAs on expression of two genes essential to their function [J]. J Biol Chem, 2012, 287(13):9910-9922.

[16] Rouas R, Fayyad-Kazan H, El Zein N, et al. Human natural Treg microRNA signature: role of microRNA-31 and microRNA-21 in FOXP3 expression[J]. Eur J Immunol, 2009, 39(6):1608-1618.

[17] Divekar AA, Dubey S, Gangalum PR, et al. Dicer insufficiency and microRNA-155 overexpression in lupus regulatory T cells: an apparent paradox in the setting of an infl ammatory milieu [J]. J Immunol, 2011, 186(2):924-930.

[18] Huang B, Zhao J, Lei Z, et al. miR-142-3p restricts cAMP production in CD4+CD25-T cells and CD4+CD25+TREG cells by targeting AC9 mRNA [J]. EMBO Rep, 2009, 10(2):180-185.

[19] Flores-Borja F, Kabouridis PS, Jury EC, et al. Decreased Lyn expression and translocation to lipid raft signaling domains in B lymphocytes from patients with systemic lupus erythematosus [J]. Arthritis Rheum, 2005, 52(12):3955-3965.

[20] Liu Y, Dong J, Mu R, et al. MicroRNA-30a promotes B cell hyperactivity in patients with systemic lupus erythematosus by direct interaction with Lyn [J]. Arthritis Rheum, 2013, 65(6):1603-1611.

[21] Niewold TB, Hua J, Lehman TJ, et al. High serum IFN-alpha activity is a heritable risk factor for systemic lupus erythematosus [J]. Genes Immun, 2007, 8(6):492-502.

[22] Han GM, Chen SL, Shen N, et al. Analysis of gene expression profi les in human systemic lupus erythematosus using oligonucleotide microarray [J]. Genes Immun, 2003, 4(3):177-186.

[23] Nacionales DC, Kelly-Scumpia KM, Lee PY, et al. Defi ciency of the type I interferon receptor protects mice from experimental lupus [J]. Arthritis Rheum, 2007, 56(11):3770-3783.

[24] Tang Y, Luo X, Cui H, et al. MicroRNA-146A contributes to abnormal activation of the type I interferon pathway in human lupus by targeting the key signaling proteins [J]. Arthritis Rheum, 2009, 60(4):1065-1075.

[25] Cooper GS, Stroehla BC. The epidemiology of autoimmune diseases [J]. Autoimmun Rev, 2003, 2(3):119-125.

[26] Buyon JP, Petri MA, Kim MY, et al. The effect of combined estrogen and progesterone hormone replacement therapy on disease activity in systemic lupus erythematosus: a randomized trial [J]. Ann Intern Med, 2005, 142(12 Pt 1):953-962.

[27] Hewagama A, Gorelik G, Patel D, et al. Overexpression of X-linked genes in T cells from women with lupus [J]. J Autoimmun, 2013, 41:60-71.

[28] 康俞莉, 章强强. 三氧化二砷在系统性红斑狼疮治疗中的应用 [J]. 实用皮肤病学杂志, 2013, 6(2):99-101.